나경수 전남대 교수팀, 이산화탄소 자원화 가능한 촉매 개발

전남대(총장 정성택)는 나경수 화학과 교수팀이 이산화탄소를 액상의 탄화수소로 전환시키는 고성능 촉매를 개발했다고 1일 밝혔다.

나 교수팀은 이산화탄소를 일산화탄소로 전환시키는 촉매 활성 자리와 일산화탄소를 액상의 탄화수소로 전환시키는 세계 최고 수준의 성능을 보이는 촉매 개발에 성공했다.

나경수 전남대 교수 논문 모식도 및 그래프.

연구팀에 따르면 철 촉매를 주입시킨 구리-알루미늄 기반의 금속 산화물의 높은 열적·기계적 안정성 때문에 고온의 가혹한 반응 환경에도 구조를 유지하며 안정적으로 촉매를 지지할 수 있다는 특징이 있다. 선행 연구를 통해 이 구리-알루미늄 기반의 금속 산화물이 이산화탄소의 수소화 반응에서 일산화탄소를 높은 수율로 생산하는 것을 밝혀냈다. 이러한 특징을 이용해 일산화탄소를 전환해 탄화수소를 생산하는데 활성이 있다고 알려진 철계 촉매를 구리-알루미늄 기반의 금속 산화물에 주입시킨 신규 촉매를 개발했다.

신규 촉매를 활용한 이산화탄소의 수소화 반응을 통해 높은 수율로 액상의 탄화수소를 생산하는데 성공했다. 10일간 운행에도 촉매 성능이 유지될 정도로 안정성이 뛰어남을 확인했고, 여러 가지 분석 기법을 통해 높은 촉매 안정성은 촉매 구성 성분 간의 유기적인 상호작용에 의한 것으로 규명하는 성과도 거뒀다.

이번 연구는 이산화탄소를 자원화해 탄소 중립에 크게 이바지할 수 있는 것으로, 과학적·기술적 가치가 높다는 평가를 받고 있다. 영국왕립화학회의 재료화학 저널(영향력지수 14.511)에 중요 논문 및 표지 논문으로 선정돼 최근 게재됐다.

나경수 교수를 연구책임자한 이번 연구에는 같은 대학 김용석 석박사통합과정생, 송요한 석사과정생, 김유환 석사과정생이 참여했다. 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 C1 가스 리파이너리사업과 중견연구의 지원으로 수행됐다.

광주=김한식기자 hskim@etnews.com